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Metáfase

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição da metáfase

A metafase é um estágio da divisão celular eucariótica na qual os cromossomos se alinham na placa da metafase no meio da célula. Os estágios da prófase e do prometáfase vêm antes da metáfase. Nesses estágios da divisão celular, os cromossomos são condensados, as fibras do fuso se formam e o envelope nuclear é quebrado. Durante a metafase e a prometfase tardia, a célula executa como uma série de pontos de verificação para garantir que o eixo se formou. Os microtúbulos que emanam de cada lado da célula se prendem a cada cromossomo. À medida que os microtúbulos são retraídos, uma tensão igual é aplicada de cada lado da célula os cromossomos. Isso os move para o meio da célula. Após a metafase, as cromátides irmãs que compõem os cromossomos são divididas e o processo de divisão celular é concluído.

No início da divisão celular eucariótica, o centríolo se divide e começa a configurar a rede de microtúbulos que moverá os cromossomos e organelas durante todo o processo de divisão celular. Esses microtúbulos se reúnem para formar fibras maiores, que alcançam os centrossomas. Embora as fibras estejam estáveis perto dos centrossomas, à medida que estejam chegando em direção aos cromossomos, elas são menos estáveis. À medida que as fibras crescem em direção ao cromossomo, elas adicionam e subtraem peças na extremidade instável. À medida que as fibras crescem dessa maneira, 3 avançam 2 passos para trás, eles vagam pelo citoplasma. Eventualmente, as fibras se conectam com o centrômero de um cromossomo. Cada centrômero possui um cinetocore onde os microtúbulos podem anexar.

O processo mais importante a ocorrer antes e durante a metáfase, o ponto de verificação do conjunto do eixo. O ponto de verificação do conjunto do eixo é uma série complexa de mecanismos que garante a divisão adequada dos cromossomos. Embora os cromossomos se alinhem de maneira diferente durante a mitose e a meiose, ambos passam por um ponto de verificação de montagem do fuso durante a metáfase. Se esses pontos de verificação forem ignorados ou não funcionarem corretamente, a célula iniciará a anáfase antes que os cromossomos sejam adequadamente conectados aos microtúbulos e alinhados na placa da metafase. Se for esse o caso, os cromossomos são classificados nas células erradas. Isso pode produzir muitos ou poucos cromossomos nas células filhas resultantes. Na meiose, isso pode levar a defeitos congênitos e filhos não viáveis. Se isso acontecer durante a mitose, isso pode levar as células a se tornarem cancerígenas.

Metafase em mitose

Durante a mitose, os cromossomos se alinham no meio da célula, com as cromátides irmãs de cada cromossomo em ambos os lados da placa da metafase. Antes da mitose, durante a interfase, a célula replica seu DNA. Os cromossomos que contêm o condensão do DNA antes da metáfase, para que não sejam danificados pelos movimentos que ocorrerão durante a metáfase. No início da metafase e durante a prometfase tardia, os cromossomos são organizados aleatoriamente dentro do núcleo. A membrana nuclear é dissolvida e os microtúbulos se conectam a cada cromossomo.

Na mitose, os microtúbulos de cada centrossoma se conectam a cada cromossomo. Os cromossomos consistem em duas cromátides irmãs, conectadas por proteínas chamadas coesinas. Antes que as coesinas possam ser separadas, o ponto de verificação do eixo mitótico deve ser atendido, o que significa que todos os cromossomos estão presos a microtúbulos de ambos os lados e estão alinhados na placa da metafase. Quando esse ponto de verificação é passado, um sinal é liberado pelos cromossomos, que ativa o complexo promotor de anáfase. A ativação desse complexo leva ao final da metafase na mitose e ao início da anáfase.

O alinhamento dos cromossomos, com cromatídeos irmãos em cada lado da placa da metafase, garante que as duas novas células sejam idênticas. Os cromatídeos irmãos representam os dois novos fios de DNA criados a partir de um cromossomo durante o estágio de síntese da interfase. Ao separar todas essas cópias em novas células, as duas novas células criadas são idênticas à célula inicial. A mitose é usada dessa maneira para desenvolver novos organismos e reparar tecidos danificados. Como será visto na meiose, os cromossomos se alinham de maneira diferente e a célula é dividida duas vezes, resultando em uma redução de material genético em cada célula.

Metafase em meiose

Metafase i

Durante a primeira divisão de meiose, a meiose I, os cromossomos homólogos são divididos em uma célula. Como na mitose, o DNA se replicou antes da meiose, e todos os cromossomos existem como cromátides irmãs. Cada cromossomo possui um par homólogo, que representa a mesma porção do DNA, mas com alelos diferentes. Ao contrário da mitose, esses pares homólogos se ligam através da metáfase I da meiose. Em vez de as cromátides irmãs estarem alinhadas na placa da metafase, na metafase I os pares homólogos estão alinhados na placa da metafase.

Um ponto de verificação do eixo ainda deve ser passado, este chamado Ponto de verificação do eixo meiótico. Se todos os cromossomos forem anexados ao seu par homólogo e cada par é conectado aos microtúbulos de cada lado, a célula poderá prosseguir para a anáfase I. Durante a anáfase I, os pares homólogos serão separados. Assim, a planta das células será reduzida a haplóide do diplóide, porque cada nova célula terá apenas uma cópia do genoma, ou apenas um alelo por gene. Os contratempos durante a metafase I posso fazer com que as células tenham um número impróprio de cada cromossomo em cada célula. Se mesmo um par homólogo não se separar, os gametas resultantes podem produzir filhos não viáveis. Se a metafase I for bem -sucedida, a meiose posso continuar, criando duas células, cada uma com duas cópias de meio genoma completo.

Metafase II

Após um pequeno intervalo chamado Interkinesis, as células começarão a se dividir novamente. Nenhuma replicação de DNA ocorre durante esse intervalo; portanto, cada célula possui duas cópias de um alelo para cada gene. Os cromossomos são novamente condensados na prófase II e o envelope nuclear se decompõe no início da metafase II. Desta vez, porém, não há pares homólogos presentes, apenas cromátides irmãs. Durante a metafase II, esses cromossomos ficarão alinhados na placa da metafase através dos mesmos processos descritos anteriormente. Como na mitose, as cromátides irmãs se separarão assim que o posto de verificação do eixo meiótico for passado. As células podem então continuar sua divisão até que 4 células sejam produzidas no total. Essas células terão apenas um alelo por gene e apenas uma cópia de cada alelo.

Termos de biologia relacionados

  • Prometaphase – O estágio imediatamente anterior à metáfase, na qual a membrana nuclear se decompõe.
  • Anáfase – o estágio imediatamente após a metafase, quando os cromossomos são separados.
  • Placa da metafase – A linha imaginária no meio da célula que os cromossomos se alinham durante a metáfase.
  • Eucariote-um organismo com um núcleo e organelas ligados à membrana.

Questionário

1. As moléculas de coesina que ligam cromatídeos irmãs são degradadas por uma proteína liberada pela célula após a aprovação dos pontos de verificação do eixo. Se um cientista pudesse bloquear essa proteína, em que estágio a célula ficaria presa? A. Metafase B. Anafase C. Profase

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. A célula pode definitivamente passar pela prófase, porque a coesina é necessária intacta para ajudar a condensar os cromossomos. As células entrariam na metafase e os cromossomos ainda podiam se alinhar na placa da metafase. Eles não puderam, no entanto, prosseguir para a anáfase, porque a separação de cromátides irmãs marca o início da anáfase, e a coesina os mantém unidos.

2. Um organismo diplóide possui 44 pares homólogos de cromossomos. Quantos cromossomos estão na placa da metafase da metafase II da meiose II em um organismo como esse? A. 88 B. 44 C. 22

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Durante a meiose I, os pares homólogos foram separados. Assim, 88 cromossomos duplicados (feitos de cromatídeos irmãos) foram divididos em duas células durante a primeira meiose. Durante a meiose II, as cromátides irmãs dos 44 cromossomos em cada célula serão divididas. Depois que os cromatídeos são divididos e separados em células individuais, eles são considerados cromossomos individuais. No entanto, enquanto estão conectados durante a metáfase, eles ainda são considerados um cromossomo.

3. Em algumas plantas, a condição de muitas cópias de um cromossomo, ou poliploidia, não é tão prejudicial quanto em humanos. Em alguns casos, indivíduos com poliploidia são selecionados para uso na agricultura. A condição da poliploidia é criada por uma falha no ponto de verificação do eixo meiótico durante a metafase I. O que aconteceu com as plantas e por que elas são úteis? R. As plantas perderam uma cópia de um cromossomo e, portanto, produzem mais produtos. B. As plantas obtiveram uma cópia de um cromossomo e, portanto, produzem mais produtos. C. As plantas fixaram a desigualdade da divisão, produzindo uma planta mais forte.

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Na maioria dos casos, as plantas úteis com poliploidia são úteis devido aos produtos extras que produzem. Esses produtos são o resultado de mais de duas cópias de codificação de DNA para a mesma proteína. Com insuficiente ou nenhuma regulação sobre a expressão desses genes, é obtido muito mais produto.

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